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linux c timer

我们为什么要使用timer？
使用timer的目的无非是为了周期性的执行某一任务，或者是到了一个指定时间去执行某一个任务。要达到这一目的，一般有两个常见的比较有效的方法：
（1）使用linux内部的3个定时器，
（2）使用sleep, usleep函数让进程睡眠一段时间，
其实，还有一个方法，那就是用gettimeofday, difftime等自己来计算时间间隔，然后时间到了就执行某一任务，但是这种方法效率低，所以不常用。
首先来看看linux操作系统为每一个进程提供的3个内部计时器。
ITIMER_REAL: 给一个指定的时间间隔，按照实际的时间来减少这个计数，当时间间隔为0的时候发出SIGALRM信号
ITIMER_VIRTUAL: 给定一个时间间隔，当进程执行的时候才减少计数，时间间隔为0的时候发出SIGVTALRM信号
ITIMER_PROF: 给定一个时间间隔，当进程执行或者是系统为进程调度的时候，减少计数，时间到了，发出SIGPROF信号，
这个和ITIMER_VIRTUAL联合，常用来计算系统内核时间和用户时间。

用到的函数和结构体有：

#include <sys/time.h>
int getitimer(int which, struct itimerval *value);
int setitimer(int which, struct itimerval *newvalue, struct itimerval* oldvalue);
strcut timeval
{
	long tv_sec;			/*秒*/
	long tv_usec;			/*微秒*/
};
struct itimerval
{
	struct timeval it_interval;	/*时间间隔*/
	struct timeval it_value;	/*当前时间计数*/
};

it_interval，用来指定每隔多长时间执行任务， it_value用来保存当前时间离执行任务还有多长时间。
比如说，你指定it_interval为2秒(微秒为0)，开始的时候我们把it_value的时间也设定为2秒（微秒为0），当过了一秒， it_value就减少一个为1，
再过1秒，则it_value又减少1，变为0，这个时候发出信号（告诉用户时间到了，可以执行任务了），并且系统自动把it_value的时间重置为
it_interval的值，即2秒，再重新计数。
为了帮助你理解这个问题，我们来看一个例子：

#include <sys/time.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>

static char msg[] = “time is running out/n”;
static int len;

// 向标准错误输出信息，告诉用户时间到了
void prompt_info(int signo)
{
	write(STDERR_FILENO, msg, len);
}

// 建立信号处理机制
void init_sigaction(void)
{
	struct sigaction tact;
	/*信号到了要执行的任务处理函数为prompt_info*/
	tact.sa_handler = prompt_info;
	tact.sa_flags = 0;
	/*初始化信号集*/
	sigemptyset(&tact.sa_mask);
	/*建立信号处理机制*/
	sigaction(SIGALRM, &tact, NULL);
}
void init_time()
{
	struct itimerval value;
	/*设定执行任务的时间间隔为2秒0微秒*/
	value.it_value.tv_sec = 2;
	value.it_value.tv_usec = 0;
	/*设定初始时间计数也为2秒0微秒*/
	value.it_interval = value.it_value;
	/*设置计时器ITIMER_REAL*/
	setitimer(ITIMER_REAL, &value, NULL);
}
int main()
{
	len = strlen(msg);
	init_sigaction();
	init_time();
	while(1);
	exit(0);
}

该程序的ITMER_REAL定时器，每隔2秒钟都会发送一个SIGALRM信号，当主函数接收到了这个信号之后，调用信号处理函数 prompt_info在标准错误上
输出time is running out这个字符串。对于ITIMER_VIRTUAL和ITIMER_PROF的使用方法类似，当你在setitimer里面设置的定时器为 ITIMER_VIRTUAL的时候，
你把sigaction里面的SIGALRM改为SIGVTALARM, 同理，ITIMER_PROF对应SIGPROF。不过，你可能会注意到，当你用ITIMER_VIRTUAL和ITIMER_PROF的时候，
你拿一个秒表，你会发现程序输出字符串的时间间隔会不止2秒，甚至5-6秒才会输出一个，至于为什么，自己好好琢磨一下^_^。
下面我们来看看用sleep以及usleep怎么实现定时执行任务。

#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>

static char msg[] = “I received a msg./n”;
int len;
void show_msg(int signo)
{
	write(STDERR_FILENO, msg, len);
}
int main()
{
	struct sigaction act;
	union sigval tsval;
	act.sa_handler = show_msg;
	act.sa_flags = 0;
	sigemptyset(&act.sa_mask);
	sigaction(50, &act, NULL);
	len = strlen(msg);
	while ( 1 )
	{
		sleep(2); /*睡眠2秒*/
		/*向主进程发送信号，实际上是自己给自己发信号*/
		sigqueue(getpid(), 50, tsval);
	}
	return 0;
}

看到了吧，这个要比上面的简单多了，而且你用秒表测一下，时间很准，指定2秒到了就给你输出一个字符串。所以，如果你只做一般的定时，
到了时间去执行一个任务，这种方法是最简单的。下面我们来看看，通过自己计算时间差的方法来定时：

#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <time.h>
static char msg[] = “I received a msg./n”;
int len;
static time_t lasttime;
void show_msg(int signo)
{
	write(STDERR_FILENO, msg, len);
}
int main()
{
	struct sigaction act;
	union sigval tsval;
	act.sa_handler = show_msg;
	act.sa_flags = 0;
	sigemptyset(&act.sa_mask);
	sigaction(50, &act, NULL);
	len = strlen(msg);
	time(&lasttime);
	while ( 1 )
	{
		time_t nowtime;
		/*获取当前时间*/
		time(&nowtime);
		/*和上一次的时间做比较，如果大于等于2秒，则立刻发送信号*/
		if (nowtime – lasttime >= 2)
		{
			/*向主进程发送信号，实际上是自己给自己发信号*/
			sigqueue(getpid(), 50, tsval);
			lasttime = nowtime;
		}
	}
	return 0;
}

这个和上面不同之处在于，是自己手工计算时间差的，如果你想更精确的计算时间差，你可以把 time 函数换成gettimeofday，这个可以精确到微妙。
上面介绍的几种定时方法各有千秋，在计时效率上、方法上和时间的精确度上也各有不同，采用哪种方法，就看你程序的需要timerval时钟的使用

#include<stdio.h>
#include<signal.h>
#include<sys/time.h>//itimerval结构体的定义

int handle_count=0;
void set_time(void)
{
	struct itimerval itv;
	itv.it_interval.tv_sec=10;//自动装载，之后每10秒响应一次
	itv.it_interval.tv_usec=0;
	itv.it_value.tv_sec=5;//第一次定时的时间
	itv.it_value.tv_usec=0;
	setitimer(ITIMER_REAL,&itv,NULL);
}

void alarm_handle(int sig)
{
	handle_count++;
	printf("have handle count is %d/n",handle_count);
}

void main(void)
{
	struct itimerval itv;
	signal(SIGALRM,alarm_handle);
	set_time();
   
	while(1)
	{
		getitimer(ITIMER_REAL,&itv);
		printf("pass second is %d/n",(int)itv.it_value.tv_sec);
		sleep(1);
	}
   
	return;
}